熱導氣體分析儀的工作原理基于不同氣體具有不同的熱傳導能力。具體過程如下:
核心部件構造:
熱導池:這是熱導氣體分析儀的核心部件,是一個密封的腔室。其中有一個或多個傳感器,傳感器通常由鎢絲、鉑絲等材料制成,因為這些材料具有較高的電阻率和良好的熱穩定性。
電橋電路:傳感器作為電阻的一部分,與一個參考電阻組成一個橋路。
加熱與溫度平衡:在操作過程中,傳感器被加熱到一定溫度,當達到熱平衡狀態時,傳感器產生的熱量與散失的熱量達到平衡,其溫度穩定在一定數值,此時傳感器的電阻也穩定在一定數值。
氣體通過熱導池:當混合氣體通過熱導池時,由于不同氣體的熱導率不同,氣體對熱量的傳導能力也不同。熱導率高的氣體能更快地傳導熱量,會帶走傳感器更多的熱量;而熱導率低的氣體傳導熱量較慢,帶走的熱量較少。
電阻變化與電橋失衡:這種熱量的變化會導致傳感器的溫度發生改變,進而使傳感器的電阻值發生變化。電阻值的變化會打破電橋的平衡,使電橋的輸出端產生不平衡電位。
信號檢測與分析:電橋輸出的不平衡電位作為信號被檢測和采集,經過電路的放大、處理等操作后,最終根據信號的大小來確定混合氣體中被測組分的含量。
總之,熱導氣體分析儀通過測量混合氣體導熱系數的變化,將其轉化為電信號的變化,從而實現對氣體成分及含量的分析。該原理使得熱導氣體分析儀廣泛應用于氫氣、氨氣、二氧化碳、二氧化硫以及低濃度可燃性氣體等多種氣體的分析。